本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，特別涉及一種配電網(wǎng)諧波抑制方法及相關(guān)設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在碳達峰、碳中和的“雙碳”目標(biāo)下，保障國家能源供給是深化能源革命的重大使命，以電力電子變換器為并網(wǎng)接口的光伏、風(fēng)電等分布式電源(dg，distributedgeneration)發(fā)展迅速。

2、隨著dg和柔性負(fù)荷的廣泛接入，配電網(wǎng)日益呈現(xiàn)含高比例可再生能源與高比例電力電子的“雙高”特征，深刻改變了電網(wǎng)的動態(tài)行為，其運行和管理面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。其中，寬頻振蕩和高頻諧波問題尤為突出，它不僅嚴(yán)重影響配電網(wǎng)電能質(zhì)量，還可能損害電網(wǎng)和用戶設(shè)備的正常運行。由于“雙高”配電網(wǎng)中dg逆變器、柔性負(fù)荷等非線性諧波源具有功率小、數(shù)量多和位置分散等特點，傳統(tǒng)在單一節(jié)點集中式安裝無源或有源濾波器等電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的方法已不再適用，全局諧波抑制效果并不顯著。此外，配電網(wǎng)中可能存在的諧波諧振現(xiàn)象將導(dǎo)致諧波源放大和擴散，使得諧波污染跨區(qū)域傳播、動態(tài)連鎖演化現(xiàn)象明顯變得更加嚴(yán)重。因此，“雙高”配電網(wǎng)亟需開展分散式諧波治理研究。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種配電網(wǎng)諧波抑制方法及相關(guān)設(shè)備，其目的是為了通過抑制配電網(wǎng)的諧波改善配電網(wǎng)電能質(zhì)量。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種配電網(wǎng)諧波抑制方法，包括：

3、步驟1，構(gòu)建目標(biāo)配電網(wǎng)中分布式電源接口逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型；

4、步驟2，基于電流控制模式和電壓控制模式構(gòu)造混合控制模式；

5、步驟3，基于混合控制模式、分布式電源接口逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型，對分布式電源接口逆變器的不同頻域分別進行控制，以實現(xiàn)目標(biāo)配電網(wǎng)的諧波抑制。

6、進一步來說，目標(biāo)配電網(wǎng)中分布式電源接口逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括：

7、直流側(cè)母線、第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂、lc濾波器、配電網(wǎng)；

8、直流側(cè)母線的正極分別與第一橋臂的第一端、第二橋臂的第一端、第三橋臂的第一端連接；

9、直流側(cè)母線的負(fù)極分別與第一橋臂的第二端、第二橋臂的第二端、第三橋臂的第二端連接；

10、第一橋臂的中間點位與lc濾波器的第一輸入端連接，lc濾波器的第一輸出端與配電網(wǎng)的第一輸入端連接；

11、第二橋臂的中間點位與lc濾波器的第二輸入端連接，lc濾波器的第二輸出端與配電網(wǎng)的第二輸入端連接；

12、第三橋臂的中間點位與lc濾波器的第三輸入端連接，lc濾波器的第三輸出端與配電網(wǎng)的第三輸入端連接。

13、進一步來說，目標(biāo)配電網(wǎng)中分布式電源接口逆變器的數(shù)學(xué)模型為：

14、

15、v＝e·d

16、其中，l表示lc濾波器中的電感值，i表示三個橋臂輸出的相電流ia、ib、ic組成的矢量形式，表達式為：

17、

18、c表示lc濾波器中的電容值，r表示lc濾波器中的等效電阻值，v表示三個橋臂的中間點位輸出的相電壓va、vb、vc組成的矢量形式，vo表示lc濾波器相電壓的矢量形式，idg表示逆變器輸出的相電流idg,a、idg,b、idg,c組成的矢量形式，vpcc表示輸入配電網(wǎng)的相電壓vpcc,a、vpcc,b、vpcc,c組成的矢量形式，e表示直流側(cè)母線電壓，d表示三個橋臂的開關(guān)占空比的矢量形式。

19、進一步來說，基于混合控制模式對分布式電源接口逆變器的不同頻域分別進行控制，包括：

20、在基波域，通過混合控制模式中的電壓控制模式對分布式電源接口逆變器的輸出電壓進行調(diào)節(jié)，以對分布式電源接口逆變器輸出的有功功率和無功功率進行下垂控制；

21、在諧波域，通過混合控制模式中的電流控制模式對分布式電源接口逆變器輸出的諧波電流進行控制。

22、進一步來說，通過混合控制模式中的電壓控制模式對分布式電源接口逆變器的輸出電壓進行調(diào)節(jié)，以對分布式電源接口逆變器輸出的有功功率和無功功率進行下垂控制，包括：

23、獲取分布式電源接口逆變器輸出的有功功率實際值p、無功功率實際值q、有功功率額定值p*和無功功率額定值q*；

24、將有功功率額定值p*和無功功率額定值q*，以及有功功率實際值p和無功功率實際值q，代入下垂控制公式計算得到輸出電壓的頻率參考值ω和幅值參考值v，其中，ω*表示配電網(wǎng)的額定頻率，v*表示配電網(wǎng)的額定幅值，md表示頻率下垂系數(shù)，nd表示幅值下垂系數(shù)；

25、將輸出電壓的頻率參考值ω和幅值參考值v輸入至基波電壓參考合成模塊進行合成，得到分布式電源接口逆變器的基波電壓參考值；

26、將基波電壓參考值與基波電壓實際值進行比較后輸入電壓控制器，通過電壓控制器對分布式電源接口逆變器的輸出電壓進行調(diào)節(jié)。

27、進一步來說，通過混合控制模式中的電流控制模式對分布式電源接口逆變器輸出的諧波電流進行控制，包括：

28、對配電網(wǎng)的三相電壓進行諧波提取，得到諧波電壓；

29、通過分頻電導(dǎo)-電壓畸變率下垂控制策略獲取分布式電源接口逆變器在諧波域的電導(dǎo)指令；

30、將電導(dǎo)指令與諧波電壓相乘，得到諧波參考電流；

31、將諧波參考電流與逆變器輸出的相電流進行比較后輸入電流控制器，通過電流控制器對諧波電流進行控制。

32、進一步來說，分頻電導(dǎo)-電壓畸變率下垂控制策略的表達式為：

33、gi＝sp,u[gi,0+ρ(vdi-vdi,max)]

34、其中，gi表示分布式電源接口逆變器在諧波域的電導(dǎo)指令，其取值為(0≤gi≤gmax)，sp,u表示分布式電源接口逆變器的剩余功率容量標(biāo)幺值，ρ表示下垂增益系數(shù)，vdi表示諧波電壓的i次諧波畸變率，vdi,max表示配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)容許的i次諧波電壓最大諧波畸變率。

35、進一步來說，諧波參考電流的計算表達式為：

36、

37、其中，表示諧波參考電流，表示諧波電壓的i次諧波分量。

38、本發(fā)明還提供了一種終端設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在存儲器中并可在處理器上運行的計算機程序，處理器執(zhí)行計算機程序時實現(xiàn)配電網(wǎng)諧波抑制方法。

39、本發(fā)明還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)配電網(wǎng)諧波抑制方法。

40、本發(fā)明的上述方案有如下的有益效果：

41、本發(fā)明通過構(gòu)建目標(biāo)配電網(wǎng)中分布式電源接口逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型；基于電流控制模式和電壓控制模式構(gòu)造混合控制模式；基于混合控制模式、分布式電源接口逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型對分布式電源接口逆變器的不同頻域分別進行控制，以實現(xiàn)目標(biāo)配電網(wǎng)的諧波抑制；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過抑制配電網(wǎng)諧波放大和傳播現(xiàn)象，從而有效地改善了配電網(wǎng)電能質(zhì)量。

42、本發(fā)明的其它有益效果將在隨后的具體實施方式部分予以詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種配電網(wǎng)諧波抑制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)諧波抑制方法，其特征在于，所述目標(biāo)配電網(wǎng)中分布式電源接口逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配電網(wǎng)諧波抑制方法，其特征在于，所述目標(biāo)配電網(wǎng)中分布式電源接口逆變器的數(shù)學(xué)模型為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的配電網(wǎng)諧波抑制方法，其特征在于，所述基于所述混合控制模式對所述分布式電源接口逆變器的不同頻域分別進行控制，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的配電網(wǎng)諧波抑制方法，其特征在于，在基波域，通過混合控制模式中的電壓控制模式對所述分布式電源接口逆變器的輸出電壓進行調(diào)節(jié)，以對所述分布式電源接口逆變器輸出的有功功率和無功功率進行下垂控制，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的配電網(wǎng)諧波抑制方法，其特征在于，在諧波域，通過混合控制模式中的電流控制模式對所述分布式電源接口逆變器輸出的諧波電流進行控制，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的配電網(wǎng)諧波抑制方法，其特征在于，所述分頻電導(dǎo)-電壓畸變率下垂控制策略的表達式為：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的配電網(wǎng)諧波抑制方法，其特征在于，所述諧波參考電流的計算表達式為：

9.一種終端設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至8任一項所述的配電網(wǎng)諧波抑制方法。

10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至8任一項所述的配電網(wǎng)諧波抑制方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種配電網(wǎng)諧波抑制方法及相關(guān)設(shè)備，通過構(gòu)建目標(biāo)配電網(wǎng)中分布式電源接口逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型；基于電流控制模式和電壓控制模式構(gòu)造混合控制模式；基于混合控制模式、分布式電源接口逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型對分布式電源接口逆變器的不同頻域分別進行控制，以實現(xiàn)目標(biāo)配電網(wǎng)的諧波抑制；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過有效抑制配電網(wǎng)諧波放大和傳播現(xiàn)象，從而有效地改善配電網(wǎng)電能質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：陳鳴,劉水,鐘振鑫,石蒙,劉文威,黃曉俊,林浩燦
受保護的技術(shù)使用者：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州供電局
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19